[发明专利]一种基于激光熔融沉积的汽轮机滑块及其制备方法

说明书

本发明属于摩擦材料及其制备技术领域，尤其涉及一种基于激光熔融沉积的汽轮机滑块及其制备方法，该基于激光熔融沉积的汽轮机滑块，它包括三层，从底部到顶部依次为Ni₃Al基体层、Ni₃Al‑WS₂摩擦磨损层、WS₂磨合层，所述Ni₃Al基体层厚度为50‑60mm、Ni₃Al‑WS₂摩擦磨损层厚度为40‑50mm、WS₂磨合层厚度为0.24‑0.48mm。传统的汽轮机滑块多采用铜基或铁基，但随着工业的发展，汽轮机要求滑块在高速、高载等恶劣条件下工作，而铜基、铁基在高温条件下易被氧化，且强度有所降低，进而导致滑块磨损严重。本发明所述汽轮机滑块不仅具有良好的机械性能，而且具有优异的摩擦学性能，制备过程中工艺参数容易控制，适合推广应用。

技术领域

本发明属于摩擦材料及其制备技术领域，尤其涉及一种基于激光熔融沉积的汽轮机滑块及其制备方法。

背景技术

汽轮机从启动到满载运行再到停机的过程中，随着负载的变化，机组的温度将会发生变化，而且变化的范围在室温至535度之间([1]王东曦.汽轮机轴承箱支承装置:中国,02222856.X[P].2003-04-30)。汽轮机的主轴会因为温度的变化而产生热胀冷缩，这使得其轴向长度会发生变化。当轴向长度的变化时，会导致汽轮机机组的高中压缸膨胀不畅。为了消除膨胀不畅的问题，提高汽轮机工作的可靠性和稳定性，改善滑销系统的润滑是十分有意义的([2]张春,刘志刚.300MW汽轮机高、中压汽缸膨胀不畅的原因分析及改进[J].宁夏电力,2005(s1):184-186.)。传统的滑销系统一般采用油脂润滑，但这种润滑方式存在定量上不准确，以及对操作人员素质要求较高的缺点。汽轮机中的滑销系统常常采用滑块传动方式。相比其他的机械传动方式，例如齿轮传动，滑块与连接件之间的间隙较小，通常为过渡配合，不便于将润滑油、润滑脂的加入。此外，过渡配合也容易将润滑油脂挤出配合件之间。

为了使润滑油脂在滑块传动系统中能较好的工作，一些研究人员提出了在滑块上加工油槽的解决方案。然而，由于旧的油脂易干结，会使得油槽不畅，因此仍然会降低油脂在滑块传动系统中的润滑效果([3]马骏驰.Deva合金材料在国产300MW机组轴承座改造中的应用[C].江苏省电机工程青年科技论坛,2002.)。研究表明，采用自润滑滑块是解决上述问题的有效方法之一。镶嵌型固体自润滑滑块是将润滑剂嵌入金属基体中，在滑动过程中，嵌入基体的固体润滑剂在摩擦的作用下被挤出表面，进而在摩擦表面形成一层固体润滑膜，达到润滑的效果。这种自润滑滑块由于自润滑性能和导热性好而被广泛使用。但是，镶嵌式材料容易由于泥沙或磨屑在固体润滑剂表面覆盖而丧失自润滑特性。此外，因为固体润滑剂是嵌入金属基体中，所以滑块的机械强度将会有所降低。从文献资料可以得到，这种材料的机械性能在一些恶劣的工况下并不能完全满足汽轮机的运行要求([4]杨志杰,潘小宁.FZ系列自润滑材料在水电站导叶控制环上的应用[J].华中电力,2004,17(6):56-58.)。

传统的汽轮机滑块多采用铜基或铁基，但随着工业的发展，汽轮机要求滑块在高速、高载等恶劣条件下工作，而铜基、铁基在高温条件下易被氧化，且强度有所降低，进而导致滑块磨损严重。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术存在的不足而提供一种基于激光熔融沉积的汽轮机滑块及其制备方法，所得汽轮机滑块具有良好的机械性能和优异的摩擦学性能。此外，制备过程中工艺参数容易控制，适合推广应用。

本发明为解决上述提出的问题所采用的技术方案为：